纳米零价铁材料对放射性核素的 去除及机理研究进展

随着人类社会的发展，放射性铀矿的开采和使用越来越多，环境面临着越来越严重的放射性污染问题。从生物和环境的角度来看，有效地清除环境中的放射性核素是核能利用过程中最重要的问题之一。纳米零价铁（nanoscale zero valent iron, nZVI）具有较大的比表面积和较高的活性位点，能显著提高放射性污染物的修复效率。本综述的目的是展示nZVI基材料对放射性核素的高效去除能力和环境修复作用。简介了常用的nZVI基材料（表面改性或多孔材料支撑的nZVI材料）及其对放射性核素的去除效果和相互作用机制（如吸附和氧化还原）。最后，对nZVI材料的应用和挑战给出个人见解。本综述有助于为高效去除放射性核素的nZVI材料的设计指明方向，为放射性核素的高效处理处置提供新材料。     

两种不同炮孔理论装药长度计算模型

不同炮孔的理论装药长度与炮孔深度、炮孔直径、药卷直径、药卷长度、药卷密度、药卷质量、重力加速度及装药条数有关,采用量纲分析方法构建了炮孔理论装药长度的计算模型,基于实测数据,采用非线性回归方法,得到了两种不同炮孔的理论装药长度定量表达式,相关系数之平方分别为0.989、0.990,通过实际工程验证,两种计算模型的平均相对误差分别为3.05%、1.24%。工程应用表明,采用预测模型对爆破所需药量进行预测,可以节约炸药成本,保证炮孔的堵塞长度,进而控制爆破飞石及振动等有害效应,确保施工安全。     

巨尾桉单板表面粗糙度对其胶合性能影响的研究

用不同目数砂纸砂磨巨尾桉单板表面,获取对应的表面粗糙度,分析表面粗糙度对单板表面润湿性及胶合强度的影响。结果表明,随着表面粗糙度增大,单板表面润湿性提高,胶合强度有上升与下降的变化,但不呈线性关系。处理单板表面有利于胶合干强度的提高,但湿强度有一定的减弱。     

稀土修饰铁碳材料对糖蜜酒精废水处理效果的研究

采用还原铁粉、碳粉、稀土铈及黏结剂等为原料混合制成的Ce-Fe/C复合材料深度处理糖蜜酒精废水,研究了铁碳质量比、稀土铈添加量以及废水处理时间等因素对处理效果的影响。结果表明:以铁碳质量比为5∶1,稀土铈添加质量分数为7%制备的Ce-Fe/C复合材料处理糖蜜酒精废水,当反应时间为150 min时,色度去除率达98%以上,COD去除率达70%以上。对制备的复合材料的表征结果表明,稀土元素Ce有效地掺杂到Fe/C材料的晶格中,提高了Fe/C材料的性能。     

硫化矿物表面水化层结构及其对药剂作用的影响

采用密度泛函量子理论研究了硫化矿物表面亲水/疏水结构,揭示了硫化矿物固液界面结构和水化层的性质,采用微量热仪研究了硫化矿物表面润湿热力学和动力学行为,考察了矿物表面亲水和疏水作用对浮选药剂作用的影响。研究结果表明:疏水硫化矿物表面以氢键和范德华力作用为主,亲水硫化矿表面以弱化学吸附键作用为主,固液界面体系下药剂在矿物表面的作用具有水化势垒和竞争吸附效应。根据固液界面作用模型,开发出铜、铅和锌浮选新技术,实现了有色金属硫化矿资源的高效利用。     

钛铁矿精矿碳热还原制取碳氧化钛（TiCxO1-x）物相演化机理研究

基于 USTB 工艺，以广西某钛业公司的浮选钛铁矿精矿为研究对象，研究钛铁矿精矿直接碳热还原制 取碳氧化钛（TiC_xO_1-x）机理和物相变化过程。采用 XRD、SEM-EDS 和 HSC 热力学软件对碳热还原产物及反应过程 进行分析，结果表明：随着碳配比量的增加，还原过程物相主要为：FeTi₂O₅、Ti₂O₃、Fe、TiO、TiC_xO_1-x、TiC；当石墨的配 比质量分数为 22.92%~26.61% 时，1 550 ℃氩气气氛下还原 4 h 可得到 TiCxO1-x；结合反应热力学和物相分析结果可 知，整个还原过程主要是固相 C 参与还原，CO 还原作用小，还原过程物相演化规律为：FeTiO₃→FeTi₂O₅→Ti₂O₃+Fe→ TiO+Fe→TiC _xO_1-x+Fe。在 1 550 ℃下，反应生成 TiC 过程主要是固相碳起还原作用，CO 无法起到还原作用；生成碳 氧化钛 TiC_xO_1-x的 ΔG 介于 TiC 和 TiO 之间，属于不完全还原状态，主要通过控制碳配比量在反应温度内即可还原 得到碳氧化钛。     

离子导体Na_(0.5)Bi_(0.49)Ti_(0.98)Mg_(0.02)O_(3–δ)的热化学稳定性

具钙钛矿结构的Na_(0.5)Bi_(0.49)Ti_(0.98)Mg_(0.02)O_(3–δ)材料(NBTMg-4902)因其在较低温度(400~700℃)范围内具有高氧离子电导率,被认为是一种极具潜力的中低温固体氧化物燃料电池(IT-SOFC)电解质材料,然而对该材料在操作温度范围内的热化学稳定性尚未有充分的研究。本工作通过X射线衍射、电子扫描显微镜及差热/热重联合分析仪等研究了NBTMg-4902材料在还原气氛环境下的化学稳定性以及该材料与几种SOFC阴极材料的热化学相容性,结果表明:NBTMg在还原气氛下(5%H_2/95%N_2)极易被分解还原生成金属铋;另外,其与阴极材料(LSC及BSCF)在热处理过程中极易发生固相反应,不具备良好的热化学相容性,说明该材料在SOFC应用中具有一定的局限性。     

大新锰矿复杂空区群三维数值模型构建方法及胶结充填治理研究

矿山岩土工程数值分析中研究复杂空区群三维数值模型构建方法对空区治理具有现实意义。为精确分析矿山地下工程围岩移动和应力变化规律，特别是不同采矿方法形成的复杂空区的稳定性和矿柱应力变化，提出了3DMine-Surfer-Rhino-ANSYS-FLAC3D多软件联合建模方法，解决了复杂空区群三维数值模型构建和大数量小尺寸矿房矿柱网格剖分问题。以广西大新锰矿矿体开采为案例，构建了留矿法与房柱法形成的采空区的三维数值模型，模拟分析空区的稳定性和决策胶结充填治理方案。研究结果表明：（1）大新锰矿留矿法开采的空区部分顶柱有垮落风险；（2）房柱法开采的空区部分矿柱变形大，有塑性破坏；（3）对于胶结充填留矿法的空区，隔一充一充填方案治理效果更好，在治理初期地表沉降更小。     

高温深井通风降温技术的适用条件研究

随着矿山开采深度的不断增加，“三高一扰动”恶劣开采环境问题日益突出，给矿井通风降温工作带来极大困难。对于深井矿山，仅采用通风降温难以满足深部开采的需要，系统研究高温深井矿山通风降温技术的适用性问题，对矿山深部开采具有重要的理论意义和工程适用价值。首先从热力学角度，揭示风流在通风线路中的热交换规律；其次利用差分法原理计算深井筒风流温度，并依此推导出巷道和回采工作面风流温度变化趋势；然后结合采场安全生产允许温度进行反推，最终获取通风降温条件下的可采极限深度计算公式，并选取广西铜坑矿锌多金属矿体作为工程应用试验区进行论证分析。结果表明：基于风流的热交换模型可以推导出风流在井筒、巷道及工作面的温度计算公式，该公式与低温梯度、风流流经路径长度有关；假定工作面温度达到安全开采允许最高温度，可反推出该条件下矿山可采极限深度和巷道通风极限长度（仅采用通风降温措施时）；基于铜坑矿区锌多金属矿的实际条件，代入相关数据，验证计算所得极限开采深度符合实际，即所推导公式是可行的。